超級(jí)微波消解-ICP/OES 法測(cè)定紫菜中鋁及健康風(fēng)險(xiǎn)分析

王文娟，孫 霞，白斌芳

（甘肅省食品檢驗(yàn)研究院，甘肅 蘭州 730300）

鋁是地殼中含量最多的金屬元素。人體攝入太多的鋁，在體內(nèi)蓄積后擾亂中樞神經(jīng)的活動(dòng)，引起消化系統(tǒng)功能紊亂、妨礙正常的鈣、磷代謝，抑制體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)，引起多種疾病[1]，如帕金森氏綜合癥、早老性癡呆癥及骨軟化癥等[2]。

本研究在蘭州市不同銷售場(chǎng)所采集23 份紫菜樣品，用ICP-OES 法測(cè)定其中鋁元素含量，并評(píng)估紫菜中鋁元素給人體健康帶來的風(fēng)險(xiǎn)，了解食用紫菜對(duì)人體的健康危害，為紫菜的合理食用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1）儀器。ICP-OES（熱電ICAP7000），Ultrawave超級(jí)微波消解平臺(tái)（Milestone 公司），電子分析天平（FA2004）。

2）試劑。Al（GSB04-1713-2004）從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購(gòu)買，濃度1000.0μg/ml；實(shí)驗(yàn)用酸：默克超純硝酸；超純水：由Milli-Q 純水系統(tǒng)提供，電阻率18.2MΩ·cm。

3）材料。試驗(yàn)用紫菜23 份樣品采于蘭州市市場(chǎng)和超市。

4）微波消解程序（見表1）。

表1 消解步驟及參數(shù)

5）ICP-OES 工作參數(shù)。用調(diào)諧液調(diào)試ICPOES，使靈敏度達(dá)到測(cè)定要求，儀器工作參數(shù)為：等離子氣流量（L/min)，15；輔助器流量（L/min)，0.50；霧化氣體流量（L/min)，0.65。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

將鋁單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液用2%HNO3，配制成標(biāo)準(zhǔn)系列。鋁（Al）配制成0mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、3.00mg/L、4.00mg/L、5.00mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列，并用2%HNO3定容。

1.2.2 樣品消解

將樣品均勻取樣后，粉碎。取樣品0.2-0.3g（精確至0.0001g）于消化管中，加3mL 超純硝酸，加蓋預(yù)消解過夜；TFM 反應(yīng)罐加120mL 超純水、5mLH2O2后，放入不銹鋼壓力罐，支架安裝進(jìn)UltraWAVE 消解系統(tǒng)，按表1 的程序啟動(dòng)消解，氮?dú)忸A(yù)加壓至40-45Bar，消解完成、系統(tǒng)自然冷卻后，將消化管中的液體轉(zhuǎn)移至離心管中，并用少量超純水洗3 次，洗滌液合并于離心管，純水定容至50mL待測(cè)，同時(shí)做試劑空白。

1.2.3 樣品測(cè)定

在ICP-OES 儀器最優(yōu)狀態(tài)測(cè)定，以元素濃度為橫坐標(biāo)、響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同條件下測(cè)定試劑空白及試樣溶液，計(jì)算Al 元素的含量。

1.3 元素的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

采用點(diǎn)推定的方式，對(duì)紫菜中Al 元素進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。由于樣本量較小，計(jì)算中用中位值對(duì)Al暴露的概率風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

Al 元素對(duì)人體健康的影響是非致癌毒性，根據(jù)美國(guó)環(huán)保局推薦的、非致癌物所導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)模型，利用危害商HQ 進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)食用紫菜的人群可能造成的健康風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)算HQ 公式如下：

式中：ADD 為鋁元素日攝入量mg/(kg·d)；RfD是Al 元素的每日最大允許攝入量mg/(kg·d)；Ci是所測(cè)紫菜中鋁元素含量（mg/kg）；IR 是長(zhǎng)期食用紫菜人群日攝入量（2-3g）；BW 是成年人的平均體重，本文以60kg 計(jì)算。

2 結(jié)果

2.1 方法學(xué)評(píng)價(jià)

2.1.1 線性范圍

在ICP-OES 最優(yōu)條件下，測(cè)得鋁回歸方程為：Y=15301.5+307.5X，相關(guān)系數(shù)0.9998，能夠滿足測(cè)定需求。

2.1.2 精密度

對(duì)實(shí)驗(yàn)中配制的0.6mg/L 鋁元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，在儀器最優(yōu)條件下重復(fù)測(cè)定6 次，測(cè)量值見表2。計(jì)算得RSD 為0.84%，小于5%，精密度良好。

表2 精密度(n=6)

2.1.3 準(zhǔn)確度

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)紫菜（GBW10023）經(jīng)過前處理，樣品溶液重復(fù)測(cè)定6 次。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鋁元素含量的測(cè)定值為4926mg/kg，在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值（4900±800mg/kg）的允差范圍內(nèi)，6 次重復(fù)測(cè)定的RSD＜5%，精確度和精密度良好，本測(cè)定方法準(zhǔn)確可靠（見表3）。

表3 食品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鎳元素含量(n=6)

2.2 紫菜中Al 元素含量

對(duì)23 份樣品進(jìn)行處理，測(cè)定每份樣品中的鋁含量（見表4）。紫菜中鋁的平均含量為244mg/kg，中位值為175mg/kg，其中含量最低為36mg/kg，最高為696mg/kg。

2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)分析

按照世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織制定的每周可容忍的鋁攝入量暫定標(biāo)準(zhǔn)，Al 的可耐受一周攝取量(PTWI)為1mg/(kg·周)[3]，即0.143mg/(kg·d)；Ci是Al 元素的含量（中位值）；中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)編著的《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量》中，碘的推薦攝入量是120μg、可耐受最高攝入量是600μg，而100g紫菜中含4323μg 碘，因此建議日攝入紫菜量為2-3g/(人·d)。紫菜一般作湯食用，實(shí)際食用量小，故本文采用2g/(人·d)進(jìn)行計(jì)算。

依據(jù)1.3 中的公式(1)、(2)評(píng)估紫菜中Al 對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)。紫菜中鋁的ADD、HQ 值見表5。從中看到，本實(shí)驗(yàn)所測(cè)23 份紫菜中Al 的危害商(HQ)是0.0408，低于其產(chǎn)生不良反應(yīng)的閾值（HQ＜1），即只要食用適量，蘭州市售紫菜中Al 元素對(duì)絕大多數(shù)人群沒有非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。

表4 23 份樣品中紫菜中鋁含量（mg/kg）

表5 鋁元素PTWI、ADD、HQ

3 結(jié)論

有研究認(rèn)為，紫菜食用之前如果浸泡20min 再清洗3 次，既能保證紫菜營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也能最大限度減少Al 溶出；做湯時(shí)先煮沸再放入紫菜，也能減少Al 的溶出[3]，從而降低Al 對(duì)人體可能造成的危害。

本文所測(cè)紫菜中鋁的平均含量為244mg/kg，中位值為175mg/kg，含量最低為36mg/kg，最高為696mg/kg。由于紫菜中的鋁，不是因?yàn)槭褂檬称诽砑觿┝蛩徜X鉀或硫酸鋁銨引入的，不能用GB 2760-2007 中鋁的殘留量小于100mg/kg 的限量標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)判[4]，所以不能確定本文所測(cè)紫菜中鋁是否超標(biāo)。本研究中紫菜中鋁的危害商低于其產(chǎn)生不良反應(yīng)的閾值（HQ＜1），故只要食用適量、食用方法合理，蘭州市售紫菜中鋁元素對(duì)絕大多數(shù)人群沒有非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。